Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux - sbgimr

(Photo: Ch. Trêve, CFE)
Les dépôts quaternaires
Tourbe, limons, alluvions de la Senne
Fouille pour RTL TVI, Ch. de Louvain
Bertrand FRANCOIS, ULB (bertrand.francois@ulb.ac.be)
Journée d’étude SBGIMR – 22/02/2013
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles

Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
De quoi parle-t-on ?
Argiles alluviales:
Argiles fines incluant des passes sableuses et tourbeuses
Limons alluviaux:
Sous les argiles alluviales, origine probablement éolienne remaniés par les
eaux courantes
Sables et graviers alluviaux:
Sables très grossiers et graviers avec des lentilles de matériaux fins incluant
(rarement) de la tourbe
Limons de plateaux et versants:
Loess, Limon sableux d’origine éolienne
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on?
Argiles alluviales:
° Couche superficielles dans la vallée de la Senne, sur une largeur de 1500 m,
pouvant atteindre 10 m d’épaisseur
° Vallée du Molembeek sur une épaisseur de 6 m
Limons alluviaux:
° Présence sporadique sous les argiles alluviales de la Senne
° Vallée du Maelbeek (limons argileux), jusqu’à 18 m d’épaisseur
Sables et graviers alluviaux:
° Bandes continues sous les argiles (et limons) alluviaux en vallée de Senne,
pouvant atteindre 10 m d’ép.
° Vallée du Maelbeek, jusqu’à 8 m d’épaisseur (sous les limons alluviaux)
Limons de plateaux et versants:
° Recouvre et « adoucit » tout le relief tertiaire (sauf en vallée de Senne)
avec une épaisseur plus importante sur le versant occidental (jusqu’à 16 m)
° Sur le plateau, présence plus sporadique (0 à 6 m)
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on?
Source: DOV
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles – SBGIMR – 22/02/2013
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on?
Alluvions (tourbeuses)
Dépot de pente / Dépot éolien
Alluvions grossières
Source: DOV
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles – SBGIMR – 22/02/2013
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on?
Source: DOV
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles – SBGIMR – 22/02/2013
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Carte: Source IGN
Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on?
VALLEE DU
MOLENBEEK
VALLEE DE LA
WOLUWE
Carte 31.3.5
VALLEE DU
MAELBEEK
Carte 31.3.8
VALLEE
DE LA
SENNE
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DE LA SENNE
Basilique Koekelberg
EX: CARTE 31.3.5
VALLEE DE LA SENNE
Gare du
Nord
ARGILES ALLUVIALES
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DE LA SENNE
Basilique Koekelberg
EX: CARTE 31.3.5
VALLEE DE LA SENNE
Gare du
Nord
LIMONS DE
VERSANTS/ PLATEAUX
LIMONS ALLUVIAUX
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles – SBGIMR – 22/02/2013
Source: Carte géotechnique Bxl
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DE LA SENNE
Basilique Koekelberg
EX: CARTE 31.3.5
VALLEE DE LA SENNE
Gare du
Nord
SABLES ET GRAVIERS ALLUVIAUX
Les pièges de la géologie de l’ingénieur à Bruxelles – SBGIMR – 22/02/2013
Source: Carte géotechnique Bxl
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DE LA SENNE
LIMONS de versant
LIMONS
ARGILES
TOURBE
GRAVIERS
Bordure de
la plaine
Plaine alluviale
Versant
Plateau
Source: DOV
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DU MAELBEEK
Cinquantenaire
EX: CARTE 31.3.8
Gare du
Luxembourg
VALLEE DU MAELBEEK
LIMONS DE VERSANTS / PLATEAUX
LIMONS ALLUVIAUX
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DU MAELBEEK
Cinquantenaire
EX: CARTE 31.3.8
VALLEE DU MAELBEEK
Gare du
Luxembourg
SABLES ET GRAVIERS ALLUVIAUX
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Les dépôts quaternaires à Bxl – Etat des lieux
Où les retrouve-t-on? - VALLEE DU MAELBEEK
ARGILES / LIMONS
SABLES / GRAVIERS
YPRESIEN
BRUXELLIEN
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Argiles alluviales de la Senne
c’ : 0 à 34 kPa
’ : 20 à 36°
Class. : CH, CL
Caractéristiques géomécaniques
w
(%)
n
(%)
w L
(%)
I p
(%)
M.O.
(%)
(kN/m 3 )
d
(kN/m 3 )
k
(m/s)
Max 58.6 51.5 96.2 69 14.4 19.6 16.25 6.8 10 -8
Min 20.3 37.5 18.3 3.6 0.2 14.9 9.41 7.5 10 -10
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Argiles alluviales tourbeuses de la Senne
EXTRAIT CARTE 31.3.5
Poches de tourbe
Poches d’argile tourbeuse
Pas de traces de tourbe
Caractéristiques géomécaniques
w
(%)
n
(%)
w L
(%)
I p
(%)
M.O.
(%)
(kN/m 3 )
d
(kN/m 3 )
k
(m/s)
Max 323.4 87 308 129.3 77.5 14.41 7.75 1.0 10 -8
Min 85.3 70 159.5 71.8 18.8 8.83 2.06 6.0 10 -10
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Limons alluviaux
c’ ≈ 22 kPa
’ ≈ 33°
Class. : CL, ML-OL, CL-OL
Caractéristiques géomécaniques
w
(%)
n
(%)
w L
(%)
I p
(%)
M.O.
(%)
(kN/m 3 )
d
(kN/m 3 )
k
(m/s)
Max 29 44 62 31 4.7 20.6 17.1 1.9 10 -7
Min 20 35 23 5 0.1 19.1 14.8 5.7 10 -10
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Sables et graviers alluviaux
c’ : 4 à 39 kPa
’ : 29° à 36°
Class. : SF, SC/SF, CL, ML
Caractéristiques géomécaniques
w
(%)
n
(%)
w L
(%)
I p
(%)
M.O.
(%)
(kN/m 3 )
d
(kN/m 3 )
k
(m/s)
Max 40.6 53 44 17.4 2.7 21.35 18.4 8 10 -4
Min 14 30.5 10 0.5 0.1 17.5 12.45 9 10 -8
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Limons de plateau et versants
c’ : 0 à 35 kPa
’ : 31° à 38°
Class. : CL, ML, SF
Caractéristiques géomécaniques
w
(%)
n
(%)
w L
(%)
I p
(%)
M.O.
(%)
(kN/m 3 )
d
(kN/m 3 )
k
(m/s)
Max 21 49.1 28 11 0.2 20.8 18.7
Min 11 29.3 15 4.8 0.1 15.3 13.5
1.6 10 -10
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Source: Carte géotechnique Bxl
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Profil CPT type
VALLEE DE LA SENNE
GARE DU NORD
Activités humaines
Argiles alluviales
Limons alluviaux
Sables / Graviers alluviaux
Yprésiens
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Source: DOV
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Quelques pièges …
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Talus provisoires dans les limons de plateau
mais …
Etonnamment stable …
Source: Dossiers du CSTC, N°2/2010, Whenham et al.
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Talus provisoires dans les limons
Merci à la cohésion capillaire …
Limon de Limelette
… qui peut disparaitre suite aux précipitations
Précautions:
Bâches, suivi de l’évolution de la succion, drainage
Source: Dossiers du CSTC, N°2/2010, Whenham et al.
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Déformations différées
Consolidation primaire
Argile: Compressible élevée et coefficient de consolidation faible
T
v
ct
H
v
2
U
s
s t
Argile plastique: c v ≈ 3 10 -3 cm 2 /s
Exemple: 5 m d’argile plastique drainé haut et bas avec v = 500 kPa
Tassement ≈ 10 à 50 cm
Temps de consolidation : 90% du tassement ≈ 9 mois
99% du tassement ≈ 1.5 an
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Déformations différées
Consolidation secondaire (fluage)
Consolidation
primaire
Consolidation
secondaire
hsec t2
C log
h
t
1
Exemple: 5 mètres d’argile tourbeuse
Cα ≈ 0.015; de 1 an à 1 siècle
Tassement secondaire ≈ 15 cm
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Déformations différées
Consolidation secondaire (fluage)
46 cm de
tassement
differentiel
TOURBE
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Dépôts quaternaires - Conclusions
1. Les matériaux meubles de fond de vallée (alluvions) ont des caractéristiques
géotechniques très variables:
- Argiles / limons saturés en eau
- Perméabilité très faible Difficulté de rabattement
- Résistance mécanique faible Très faible portance
- Coefficient de consolidation faible Déformations différées
- Présence de tourbe Fluage
- Sables / graviers
- Meilleures portances
- Rabattement plus aisé
- Epaisseur souvent plus limitée
2. Les propriétés des limons de plateaux dépendent fortement de la présence
d’eau.
- Sec: très bonne résistance
- Saturé en eau: Très difficile à travailler
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